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胰岛素和脂肪代谢的关系胰岛素是一种由胰腺分泌的激素，起着调节血糖和脂肪代谢的重要作用。
胰岛素与脂肪代谢之间存在着密切的关系。
本文将从胰岛素的作用、脂肪代谢的过程以及胰岛素与脂肪代谢的相互作用等方面进行探讨。
胰岛素在调节血糖和脂肪代谢中起着关键的作用。
当我们摄入食物时，血糖会升高。
胰腺会分泌胰岛素进入血液中，胰岛素会促进体内细胞对血糖的摄取和利用，使血糖水平恢复正常。
胰岛素不仅影响血糖代谢，还能够调节脂肪代谢。
脂肪代谢是指人体对脂肪的合成、分解和利用的过程。
胰岛素通过多个途径参与脂肪代谢的调节。
胰岛素能够促进脂肪的合成。
当我们摄入过多的碳水化合物和脂肪时，胰岛素的分泌会增加。
胰岛素通过激活脂肪酸合成酶和甘油三酯合成酶，促进脂肪酸和甘油三酯的合成。
这使得多余的能量被转化为脂肪储存起来。
胰岛素还能抑制脂肪的分解。
当血糖水平较低时，胰岛素的分泌减少。
这时，脂肪组织会释放出脂肪酸，进入血液被其他组织利用。
然而，胰岛素的减少会抑制脂肪酸的释放，并促进脂肪酸的重新合成。
这样，脂肪的分解被抑制，体内的脂肪开始积累。
胰岛素还能够调节脂肪的氧化利用。
胰岛素的分泌量与脂肪氧化的速率呈负相关。
当血糖水平较高时，胰岛素分泌增加，脂肪组织的氧化利用减少。
而当血糖水平较低时，胰岛素分泌减少，脂肪组织的氧化利用增加。
这种调节机制能够保证脂肪的氧化利用与血糖水平的变化保持一定的平衡。
胰岛素与脂肪代谢之间的相互作用是一个复杂的过程。
胰岛素通过多个信号通路参与脂肪代谢的调控。
胰岛素能够通过激活磷酸化酶、激活蛋白激酶C和激活脂肪酸合成酶等途径，促进脂肪的合成。
同时，胰岛素还能通过抑制激活蛋白激酶A、抑制脂肪酸氧化酶和抑制脂肪酸分解酶等途径，抑制脂肪的分解和氧化利用。
这些作用相互协调，共同调节脂肪代谢的平衡。
总结起来，胰岛素与脂肪代谢密切相关。
胰岛素通过促进脂肪的合成、抑制脂肪的分解和调节脂肪的氧化利用等方式，参与调节脂肪代谢的平衡。
胰岛素与脂肪代谢之间的相互作用是一个复杂的过程，需要多个信号通路的参与。
胰岛素信号通路胰岛素信号通路是一种生物化学反应链，用于将胰岛素激素的信息传递到细胞内部，以调节细胞的代谢活动和生长。
胰岛素信号通路在控制血糖水平、脂肪代谢和蛋白质合成等方面起着至关重要的作用。
本文将详细介绍胰岛素信号通路的组成成分、反应步骤和调节机制。
一、胰岛素受体胰岛素受体是一种位于细胞表面的跨膜蛋白，由两个α亚基和两个β亚基组成。
α亚基与胰岛素原结合，而β亚基具有内在的酪氨酸激酶活性。
当胰岛素与受体α亚基结合时，受体发生二聚化，导致β亚基的酪氨酸磷酸化，触发下游信号转导。
二、胰岛素受体底物胰岛素受体底物（IRS）是一类络合物，与胰岛素受体β亚基进行相互作用。
IRS在细胞内信号转导中起着至关重要的作用，它们通过磷酸化和去磷酸化来调节信号通路的开关。
IRS的磷酸化使其成为下游信号分子的靶点，促进信号转导。
三、磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）PI3K是一种酶，可将磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸转化为磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸。
PI3K在胰岛素信号通路中起着关键作用，它通过与IRS相互作用并磷酸化其酪氨酸残基来激活自身。
PI3K的活化导致下游分子如Akt和糖原合成酶的磷酸化，从而调节细胞的代谢活动。
四、AktAkt是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，也被称为蛋白激酶B（PKB）。
Akt在胰岛素信号通路中起着关键作用，它通过磷酸化多种靶蛋白来调节细胞的生长、分化和存活。
Akt的活化导致下游分子如糖原合成酶、 BAD 和 forkhead box O1（FOXO1）的磷酸化，从而调节葡萄糖摄取、糖原合成和细胞凋亡。
五、糖原合成酶糖原合成酶是一种酶，催化葡萄糖分子之间的糖苷键形成，从而将葡萄糖储存到细胞中。
胰岛素信号通路的激活导致糖原合成酶的磷酸化，从而促进葡萄糖的储存。
六、BADBAD是一种位于线粒体膜上的Bcl-2家族成员，它通过调节线粒体通透性来调节细胞的存活和凋亡。
BAD的磷酸化使其与Bcl-xL或Bcl-2结合，从而阻止线粒体凋亡。
糖尿病代谢和胰岛素信号转导的分子机制糖尿病是一种由胰岛素不足或不起作用引起的严重慢性疾病。
胰岛素是一种由胰腺分泌的激素，它可以帮助身体的细胞吸收血液中的葡萄糖并转化为能量。
在糖尿病患者中，胰岛素无法发挥作用，导致血液中的葡萄糖不能被细胞所利用，从而导致高血糖和其他身体问题。
糖尿病的发生和发展与许多分子机制有关。
其中一个关键因素是胰岛素信号转导的分子机制。
胰岛素信号转导是指胰岛素通过与细胞表面上的受体相结合，激活一系列内部酶、蛋白质和信号分子，最终促进葡萄糖吸收和利用的过程。
在正常情况下，胰岛素可以与胰岛素受体结合，并激活胰岛素受体底物1（IRS1）和2（IRS2）。
IRS1和IRS2是两种关键的胰岛素信号分子，它们可以激活一些重要的细胞信号通路，包括糖原合成酶通路、葡萄糖转运体(GLUT4)通路和脂肪酸合成酶通路等。
这些信号通路可以在细胞内产生多种反应，包括调节葡萄糖的代谢和利用、促进糖原和脂肪的合成以及增强葡萄糖的吸收等。
然而，对于糖尿病患者而言，这个过程并不顺利。
糖尿病患者中，IRS1和IRS2的功能被抑制，因此，它们不再能够有效地激活信号通路。
这一病理机制通常被称为“胰岛素抵抗”。
此外，还有一些其他的分子机制可能导致糖尿病的发生和发展。
例如，在糖尿病患者中，存在一种叫做“脂肪酸诱导胰岛素抵抗”的现象。
这种现象表现为，在饮食中摄入大量脂肪酸时，脂肪酸可以抑制胰岛素信号的转导，导致胰岛素信号不畅通和胰岛素抵抗。
此外，在糖尿病患者中，还存在一些其他的分子机制，如细胞死亡和氧化应激等，这些也可能影响胰岛素信号转导以及胰岛素反应。
幸运的是，研究人员们已经取得了很多关于糖尿病、胰岛素信号转导和代谢调控的突破。
他们正在探索各种可能的治疗方法，包括药物、生物治疗、改变饮食和运动等。
在未来，这些方法可能会结合在一起，形成更有效的综合治疗方法。
总之，糖尿病、胰岛素信号转导和代谢调控是非常复杂、多变的过程。
虽然我们已经做了很多工作来理解这些过程，但仍有很多未知的领域需要研究和探索。
胰岛素信号转导以及葡萄糖和脂类代谢的调控2型糖尿病的流行和被削弱的葡萄糖耐受力是世界上发病率和死亡率的主要原因。
在两种病症中，一些组织（例如肌肉，脂肪和肝脏）对胰岛素变得不敏感或者抵抗。
这个状态也和其他常见的健康问题有关联，例如肥胖，多囊性卵巢疾病，高脂血压，高血压和动脉粥样硬化。
胰岛素抵抗的病理生理学包括一个复杂的、受胰岛素受体激活的信号通路网络，它能够立即调控细胞内的新陈代谢及其组织。
但是最近的研究显示，许多其他激素和信号事件削弱胰岛素的作用，这些对于2型糖尿病是很重要的。
不管是进食还是禁食期间，正常人体的血糖总是维持在一个介于4-7mM的狭窄范围内。
这个严格的控制来自于葡萄糖在肠道处的吸收，肝脏的产生和周边组织吸收和代谢之间的平衡管理。
胰岛素提高肌肉和脂肪中葡萄糖的吸收（见Ｂox１）,并且抑制肝葡萄糖的产生，所以担任血糖浓度的主要监管机制。
胰岛素也刺激细胞生长和分化，并且通过刺激脂肪生成、糖原和蛋白质合成及抑制脂肪、糖原和蛋白质分解，而提高脂肪、肝脏和肌肉中酶作用物的储存（Fig. 1）。
胰岛素抵抗或者缺乏在这些过程中导致深远的调节异常，并在禁食和餐后的葡萄糖和脂类水平中产生高峰。
胰岛素通过促进葡萄糖转运蛋白GLU4从细胞内位点转运至细胞表面而提高细胞内葡萄糖的吸收（见Ｂox１）。
多达75%的胰岛素依赖性葡萄糖消耗发生在骨骼肌，脂肪组织只占其中的一小部分。
尽管如此，肌肉中胰岛素受体被敲除的的老鼠拥有正常的葡萄糖耐受量，然而那些被敲除了脂肪中胰岛素敏感的葡萄糖转运蛋白的老鼠却显示受损的葡萄糖耐受量，这显然是由于胰岛素抵抗是在肌肉和肝脏中引发的。
肥胖症和脂肪萎缩都会引起胰岛素抵抗和容易感染2型糖尿病，这证明了脂肪组织在在超出它吸收葡萄糖能力的新陈代谢的调节过程中是至关重要的。
尽管胰岛素不促进葡萄糖在肝脏内的吸收，但它阻碍肝糖原分解和糖异生，从而调节人的空腹血糖水平。
组织中的胰岛素作用并不通常被认为是对胰岛素敏感，包括大脑和胰β细胞，也许也对于葡萄糖内稳态起重要作用。
糖尿病的胰岛素代谢背景介绍：糖尿病是一种代谢紊乱的慢性疾病，其特点是胰岛素的分泌或作用异常，导致血糖水平的升高。
胰岛素是由胰腺中的β细胞产生的一种激素，它在调节血糖平衡中起着关键作用。
本文将深入探讨糖尿病中胰岛素的代谢过程及影响因素。
胰岛素的合成与释放：在胰腺的胰岛中存在两类细胞：α细胞和β细胞。
α细胞主要产生胰高血糖素，而β细胞则合成和分泌胰岛素。
胰岛素的合成是由被切割的先前胰岛素mRNA通过转录和翻译过程生成的。
合成后的胰岛素以颗粒形式储存在β细胞中，它们会受到多种刺激（如血糖浓度的升高、胰岛素释放激素的作用等）而释放出来。
胰岛素的作用：胰岛素会影响全身各组织细胞，促进葡萄糖的摄取与利用，从而降低血糖水平。
具体而言，胰岛素会刺激肌肉、脂肪组织和肝脏中的胰岛素受体，使得葡萄糖转运蛋白（GLUT4）增加，促进葡萄糖进入细胞内。
此外，胰岛素还会抑制肝脏糖原的分解，减少葡萄糖合成和释放，从而维持正常的血糖水平。
糖尿病与胰岛素代谢异常：在糖尿病患者中，胰岛素的代谢过程常常出现问题。
可能的原因包括胰岛素的分泌不足、胰岛素受体的问题以及信号传导通路的紊乱等。
糖尿病类型1是一种由胰岛素分泌不足引起的糖尿病，通常是由自身免疫反应导致的β细胞受损引起。
糖尿病类型2则是由胰岛素分泌不足和胰岛素抵抗共同作用引起的糖尿病，其发病机制更为复杂。
影响胰岛素代谢的因素：除了糖尿病本身的原因，还有一些其他因素也会影响胰岛素的代谢。
以下是常见的几个因素：1. 饮食习惯：高糖和高脂肪的饮食会导致胰岛素抵抗，进而影响胰岛素代谢。
2. 身体活动水平：缺乏运动会使得肌肉组织对胰岛素的敏感性下降，增加胰岛素抵抗的风险。
3. 脂肪组织的分布：腹部肥胖与胰岛素抵抗关联密切，腰臀比高的人更容易出现胰岛素代谢异常。
4. 遗传因素：糖尿病有明显的家族聚集性，遗传易感性是影响胰岛素代谢的重要因素之一。
结论：胰岛素代谢在糖尿病的发病、治疗和预防中起着重要作用。
葡萄糖代谢和胰岛素分泌的调节葡萄糖是人体代谢中最为基础的物质之一，它不仅仅是人体能量代谢的主要来源，也是构成人体的细胞、器官和组织所必不可少的能量来源。
而胰岛素则是维持人体葡萄糖平衡的关键激素之一，它通过调节人体的代谢、分泌和体内的葡萄糖水平来保持人体内部的稳定性。
葡萄糖代谢和胰岛素分泌的调节是一个非常复杂的过程，涉及到多种因素和机制的协同作用。
下面我们将从以下几个方面分析葡萄糖代谢和胰岛素分泌的调节：1. 怎样提高葡萄糖的利用率葡萄糖是一种可溶性单糖，它最初进入体内后需要经过代谢过程才能产生能量。
人类的葡萄糖代谢基本上是通过糖酵解途径来进行的，这个过程在细胞质内进行。
首先葡萄糖在细胞质里转化为葡萄糖醛酸，然后将其分解成两个三碳的化合物，最后通过线粒体内的氧化磷酸化反应产生能量和二氧化碳。
我们可以通过多种方法来提高葡萄糖的利用率，比如增加身体的运动量、降低血糖含量、增加肌肉质量等。
这些方法能够提高细胞对葡萄糖的利用率，从而减少身体内部的葡萄糖生成量和葡萄糖滞留量，从而降低胰岛素的需求量。
2. 胰岛素的分泌及其调节机制胰岛素的分泌主要由胰岛β细胞和各种神经传递物质共同调节完成。
当胰岛β细胞受到一定的刺激（如血糖增高）时，它们会释放胰岛素，使人体内的葡萄糖得到彻底的利用。
在人体内，胰岛素的分泌水平是由多种因素控制的。
其中最为重要的是血糖水平的升高和降低。
血糖浓度的升高和降低作用于胰岛β细胞上的感受器，从而刺激或抑制胰岛素的分泌。
此外，多种神经传递物质（如神经肽Y或去甲肾上腺素）也会影响胰岛素的分泌。
这些物质作用于胰岛β细胞上的受体，从而调节胰岛素的分泌。
3. 胰岛素抵抗和糖尿病的关系在某些情况下，人体会出现胰岛素抵抗的现象，这是一种胰岛素效能降低的病理状态。
胰岛素抵抗是比较常见的一种情况，如果不及时处理，很容易导致严重的糖尿病。
糖尿病是一种由于胰岛素缺失或胰岛素抵抗导致的代谢紊乱疾病。
病人身体内的葡萄糖不能正常进入细胞内部，会导致血糖水平过高，造成人体内部代谢的混乱。
胰岛素信号转导的分子机制与调控胰岛素是一种重要的激素，它能够调节许多生命活动，如糖代谢、脂代谢、蛋白质合成等。
在胰岛素作用下，许多细胞内的蛋白质发生磷酸化修饰，从而导致一系列的信号转导。
本文将从胰岛素的作用机制、胰岛素的信号转导通路和调控机制等方面进行详细阐述。
一、胰岛素的作用机制胰岛素可以通过多种途径进入细胞内，但成为细胞内的信号分子之前需要进行一系列信号转导过程。
通常情况下，胰岛素与细胞膜下的胰岛素受体结合后，胰岛素受体会发生组装与激活，从而引发下游的信号转导过程。
而在某些研究中，也有分子证据表明胰岛素可能直接作用于细胞核。
分子机制上，胰岛素的主要作用是调节葡萄糖的代谢，并且该代谢受到一些复杂的激素、神经递质和代谢产物的影响。
在漫长的演化过程中，生物体对这些因素建立了相应的调节机制，从而保证了胰岛素的作用效果。
二、胰岛素的信号转导通路胰岛素受体存在于体内许多细胞的表面，这些受体含有大量酪氨酸激酶结构域，可通过它们激活各种下游信号分子。
具体而言，胰岛素受体可以通过直接磷酸化自身来激活信号转导。
而在胰岛素受体激活后，其内部的底物分别可以激活各种下游信号分子。
经过一系列信号转导后，最终可以进入核内转录因子，调节基因表达，从而完成细胞内的基因调控。
目前已经发现的胰岛素信号转导通路主要包括：1.光离子的收集和信号转导通路胰岛素受体在接受光激发后可以传输激励并引起信号转导。
光的作用依赖于内质网的3-磷酸酰化蛋白以及含PTB结构域的下游信号分子，比如SOS、Grb2和IRS等。
2.线粒体代谢的作用和信号转导线粒体代谢通常与精氨酸、氨基酸、酮体等有机物的代谢相关。
胰岛素能够作为重要的调节因子介入各种相关通路。
例如，在CD8+的细胞或内质网钙调蛋白等通路的作用下可以调节线粒体自身的代谢并诱导调节自转和糖化Oxidation等过程。
3.磷酸化和非磷酸化作用的信号转导通路在细胞内，磷酸化和非磷酸化都能够作为信号转导的发生对象。
胰岛素的合成及其代谢调控途径的研究胰岛素是一种重要的激素，大家都熟知它在维护血糖平衡方面的作用。
然而，胰岛素的合成及其代谢调控途径却是一个值得深入探讨的话题。
在接下来的文章中，我们将着重探讨这方面的内容。
一、胰岛素合成胰岛素的合成有两个前体物质：preproinsulin和proinsulin。
preproinsulin是一种含有leader肽的前蛋白，由胰岛β细胞内的核糖体合成。
leader肽的主要作用是将其其余部分定向到内质网（ER）中。
preproinsulin进入ER后，它的N端leader肽会被剪切掉，形成proinsulin。
在这个过程中，ER内的其他蛋白可以帮助折叠proinsulin，同时修饰它，例如成型二硫键、糖基化等。
proinsulin含有A、B和C三段肽。
C段并不参与最终的胰岛素分泌，因此它被剪切掉。
A和B两段肽之间连接着一条包含两个二硫键的链。
一旦这个链断裂，A、B两段肽连接在一起的胰岛素就会被产生出来。
最后胰岛素和其他多肽一样，由胰岛β细胞分泌到血液中。
二、胰岛素的分泌调节胰岛素的分泌受到多种信号物质的调控，其中最重要的两种是血糖和胰岛素样生长因子1（IGF-1）。
血糖升高可以直接促进胰岛β细胞分泌胰岛素。
这是通过GLUT2和差异性Ca2+渗透进入胰岛β细胞来实现的。
胰岛β细胞内的Ca2+浓度升高可以引起胰岛素的分泌。
另一种信号物质IGF-1的作用是通过PI3K-AKT路径间接促进胰岛素分泌。
IGF-1与胰岛素受体在胰岛β细胞上结合，启动PI3K-AKT信号转导通路。
AKT可以磷酸化多种靶蛋白，并促进K+通道的关闭，从而迫使胰岛β细胞放出更多的胰岛素。
三、胰岛素的代谢调控途径胰岛素可以在多种细胞中发挥作用，例如脂肪细胞和肌肉细胞。
胰岛素的主要功能是促进葡萄糖的摄取和利用。
在脂肪细胞中，葡萄糖可以被转化为甘油三酯，并储存在脂肪细胞内。
当胰岛素促进葡萄糖摄取和代谢时，甘油三酯的合成和储存也会相应增加。
胰岛素信号转导通路的分子调控机制胰岛素是一种水溶性的激素，主要由胰腺的β细胞分泌，可以通过细胞膜上的胰岛素受体（IR）与受体底物（IRS）结合，激活多个下游信号转导通路，并影响细胞代谢、增殖和存活等作用。
胰岛素信号转导通路的研究已经有了相当的进展，其中分子调控机制是关键之一。
1.胰岛素受体（IR）胰岛素受体是中分子量的单链蛋白激酶，由α和β亚基组成。
α亚基在胰岛素结合后通过跨膜结构转移到细胞内，而β亚基则定位于细胞质。
研究表明，IR可以通过磷酸化、氧化、糖基化等多种方式被调控。
例如，由于氧化损伤和糖基化等因素的影响，IR会丧失敏感性，导致胰岛素不能正常结合和激活。
2.受体底物（IRS）受体底物是一组细胞内的分子信号传递蛋白，通常通过与胰岛素受体结合而激活胰岛素信号转导通路。
IRS的家族包括IRS-1、IRS-2、IRS-3和IRS-4，其中IRS-1和IRS-2是最为重要的。
通过IRS-1和IRS-2，胰岛素信号转导可以激活多个下游信号转导通路，例如独立的p110α和p110β等两个PI3K家族成员。
3.蛋白激酶通路蛋白激酶通路是指被激活的IRS与多种酪氨酸激酶（如FAK、Src、Lck）等结合，从而激活下游蛋白激酶。
其中，AKT是著名的成员，它在许多细胞过程中起到了关键作用。
AKT可以激活mTOR和GSK3等多个蛋白，从而影响细胞代谢、增殖和存活等作用。
4.PI3K（磷脂酰肌醇3-激酶）PI3K是胰岛素信号转导通路中最重要的蛋白之一，可以被激活的IRS激活。
PI3K的磷酸化产物PI(3,4,5)P3可以与多个细胞表面受体、蛋白质和酶相互作用，从而激活各种下游信号传递级别。
PI3K也可以通过磷酸化蛋白IRS-1来增强其催化活性。
虽然胰岛素信号转导通路的分子调控机制还有许多未知的领域，在肥胖和糖尿病等疾病的研究中仍需要不断深入的研究。
但是，上述已知的调控机制为疾病的早期发现和治疗提供了重要的信息，也在胰岛素的治疗应用和药物研发方面具有重要的参考价值。
胰岛素信号转导以及葡萄糖和脂类代谢的调控2型糖尿病的流行和被削弱的葡萄糖耐受力是世界上发病率和死亡率的主要原因。
在两种病症中，一些组织（例如肌肉，脂肪和肝脏）对胰岛素变得不敏感或者抵抗。
这个状态也和其他常见的健康问题有关联，例如肥胖，多囊性卵巢疾病，高脂血压，高血压和动脉粥样硬化。
胰岛素抵抗的病理生理学包括一个复杂的、受胰岛素受体激活的信号通路网络，它能够立即调控细胞内的新陈代谢及其组织。
但是最近的研究显示，许多其他激素和信号事件削弱胰岛素的作用，这些对于2型糖尿病是很重要的。
不管是进食还是禁食期间，正常人体的血糖总是维持在一个介于4-7mM的狭窄范围内。
这个严格的控制来自于葡萄糖在肠道处的吸收，肝脏的产生和周边组织吸收和代谢之间的平衡管理。
胰岛素提高肌肉和脂肪中葡萄糖的吸收（见Ｂox１）,并且抑制肝葡萄糖的产生，所以担任血糖浓度的主要监管机制。
胰岛素也刺激细胞生长和分化，并且通过刺激脂肪生成、糖原和蛋白质合成及抑制脂肪、糖原和蛋白质分解，而提高脂肪、肝脏和肌肉中酶作用物的储存（Fig. 1）。
胰岛素抵抗或者缺乏在这些过程中导致深远的调节异常，并在禁食和餐后的葡萄糖和脂类水平中产生高峰。
胰岛素通过促进葡萄糖转运蛋白GLU4从细胞内位点转运至细胞表面而提高细胞内葡萄糖的吸收（见Ｂox１）。
多达75%的胰岛素依赖性葡萄糖消耗发生在骨骼肌，脂肪组织只占其中的一小部分。
尽管如此，肌肉中胰岛素受体被敲除的的老鼠拥有正常的葡萄糖耐受量，然而那些被敲除了脂肪中胰岛素敏感的葡萄糖转运蛋白的老鼠却显示受损的葡萄糖耐受量，这显然是由于胰岛素抵抗是在肌肉和肝脏中引发的。
肥胖症和脂肪萎缩都会引起胰岛素抵抗和容易感染2型糖尿病，这证明了脂肪组织在在超出它吸收葡萄糖能力的新陈代谢的调节过程中是至关重要的。
尽管胰岛素不促进葡萄糖在肝脏内的吸收，但它阻碍肝糖原分解和糖异生，从而调节人的空腹血糖水平。
组织中的胰岛素作用并不通常被认为是对胰岛素敏感，包括大脑和胰β细胞，也许也对于葡萄糖内稳态起重要作用。
（见下）近端胰岛素信号通路胰岛素受体胰岛素受体属于受体酪氨酸激酶的一个亚科，受体酪氨酸激酶包括胰岛素样生长因子（IGF）-Ⅰ受体和胰岛素受体相关受体（IRR）。
这些受体是由作为变构酶的两个α-亚基和两个β-亚基组成的四聚体蛋白，在这些变构酶中α-亚基抑制β-亚基的酪氨酸激酶的活性。
胰岛素与α-亚基结合导致β-亚基中激酶活性的脱抑制作用，其后为β-亚基的转磷酸作用和一个进一步提高激酶活性的构象变化。
胰岛素，IGF-Ⅰ和IRR可以形成功能型混合物；所以，一个受体中的抑制突变可以抑制其他受体的活性。
胰岛素/ IGF-Ⅰ受体的同源物已经在果蝇、秀丽隐杆线虫和后生动物海绵中鉴定出来。
这些低级生物使用一些和哺乳动物细胞同样的关键调控的下游信号，包括磷脂酰基醇-3-OH（PI(3)K）,苏氨酸激酶和叉头转录因子。
C.线虫中胰岛素/IGF系统的抑制突变体比在其他正常动物中存活的更久，从而引发了许多关于高胰岛素血症/胰岛素抵抗和缩短寿命的环境（如肥胖、糖尿病和加速动脉粥样硬化）之间的联系的有趣的问题。
胰岛素受体底物至少有九种细胞间的胰岛素/IGF-Ⅰ受体激酶的底物已经被鉴定出来（Fig. 2）。
其中四个属于胰岛素受体底物家族（IRS）蛋白。
其他的酶作用物包括Gab-1, p60dok, Cbl, APS和Shc10的同工型。
这些酶作用物中磷酸化的酪氨酸起着包含SH2 (Src-同源-2)结构域的蛋白质的“对接位点”的作用。
这些SH2蛋白质很多都是衔接分子，例如p85调节亚基的PI(3)K和Grb2，或者通过结合核苷酸交换因子而激活小的G蛋白的CrkII。
其他的则自己是酶，包括磷酸酪氨酸磷酸酶SHP2和细胞质的酪氨酸激酶Fyn。
酶作用物与这些SH2蛋白质结合可以调节它们的活性，或者一些条件下它们的细胞定位。
尽管IRS蛋白质是高度同源的，然而近期基因剔除小鼠和细胞系的研究表明，它们在胰岛素/IGF-Ⅰ信号转导中作用互补，而不是过剩的。
IRS-1-基因剔除小鼠表现出普遍的产前和产后的生长迟缓，以及周边组织的胰岛素抵抗和葡萄糖耐受量受损。
IRS-2-基因剔除小鼠也表现出周边组织和肝脏的胰岛素抵抗，但只在一些组织中表现出缺陷生长，包括大脑、一到和视网膜中的一些部位。
IRS-2–/–小鼠中，这种多因素胰岛素抵抗加上β细胞群的减少导致2型糖尿病的发展。
相比之下，IRS-3-和IRS-4-基因剔除小鼠有正常的或者说近似正常的生长和新陈代谢。
不同的IRS蛋白似乎在分子水平上起着不同的作用，也许是因为组织分布、亚细胞定位和蛋白质的内在活性上的不同。
IRS-1-基因剔除细胞表现出IGF-Ⅰ刺激DNA合成的减少，并且在培养基中不能分化成脂肪细胞。
同样地，IRS-2借到的有丝分裂反应比IRS-1引起的有丝分裂反应更弱（ref.17），IRS-2-基因剔除细胞表现出胰岛素刺激的葡萄糖运输的主要缺点。
IRS-3和4的作用在培养细胞中更不明确，但是一些数据显示这些酶作用物也许是作为IRS-1HE -2的负调节物。
胰岛素受体信号转导的抑制除了酪氨酸磷酸化，胰岛素受体和IRS蛋白质都要经过丝氨酸磷酸化，这个过程也许会减少胰岛素刺激的酪氨酸磷酸化并且促进和14-3-3蛋白质的相互作用，而削弱信号发送。
这些抑制磷酸化作用为胰岛素信号发射提供负反馈，并且作为其他产生胰岛素抵抗的途径的串道机制。
几种激酶都和这个过程有关联，包括PI(3)K，Akt,糖合成酶激酶(GSK)-3和哺乳动物中雷帕霉素的靶细胞（mTOR）。
近期的数据显示肥胖诱导性的胰岛素信号发射削弱可能会起因于蛋白激酶C（PKC）的持续激活和核因子-k B（IkB）激酶的抑制剂，尽管这条路线的细节还没有被阐明。
胰岛素活动也被蛋白质酪氨酸磷酸酶（PTPase）削弱，后者促成受体和它的底物的快速去磷酸化。
许多PTPase都被证明促进试管中胰岛素受体的去磷酸化，其中一些在胰岛素应答细胞中表达，或者在胰岛素抵抗状态中表达增加。
绝大多数的磷酸酶都集中在胞质磷酸酶PTP1B上。
PTP1B基因的敲除导致胰岛素受体和肌肉中IRS蛋白的酪氨酸去磷酸化的增加和胰岛素敏感度的增加。
PTP1B–/–老鼠也耐受饮食导致的肥胖，表明大脑是一个重要的作用部位。
这个效应组合暗示PTP1B是糖尿病和肥胖的潜在治疗靶向。
PI(3)K和胰岛素作用PI(3)K在胰岛素和IGF-Ⅰ的新陈代谢和促有丝分裂作用中期关键作用 (ref.24) 。
Ia类的PI(3)K的抑制因子和有酶的显性负性结构的转导，阻止大部分胰岛素的代谢活动，包括促进葡萄糖运输，糖原和脂类合成。
PI(3)K由一个p110催化亚基和一个p85调节亚基组成，后者包含两个与IRS蛋白中酪氨酸磷酸化的pYMXM和pYXXM模体相互作用的SH2结构。
至少已经有8个调节亚基的异构体被确认。
它们都来源于三个基因（p85α,p85β和P55PIK），并且经过p85α的选择性剪接而产生AS53/p55α27和p50α28。
其中，p85α是最主要的并且被认为是大部分刺激的主要应答途径。
PI(3)K在胰岛素作用中不同调节亚基中的确切作用尚不清楚。
剪接变异体在酶的激活，组织分布和胰岛素敏感性的效能上有差别。
阻断来自于p85α基因的所有三个异型体的基因敲除小鼠出生后不久便死亡，然而杂合子基因敲除小鼠或只缺乏完全长度的p85α的小鼠可以存活并且展现出改善的胰岛素敏感性（参见31和F. Mauvais-Jarvis等，私人交流）。
来源于杂合子基因敲除的细胞株也表现出胰岛素/IGF-1信号发送的增加，这似乎应归因于相互作用中改善的化学计量（见下文）。
PI(3)K的激活可以传输多个信号。
PI(3)K催化磷酸肌醇在3’位上的磷酸化，产生磷脂酰肌醇-3-磷酸，特别是PtdIns(3,4,5)P3，它结合不同信号分子的PH结构域，从而改变它们的活性或亚细胞定位。
此外，PI(3)K也具有丝氨酸激酶活性，并且酶的调节亚基和催化亚基都能和其他信号蛋白相互作用。
的确，最近的研究表明，这些蛋白可能在与胰岛素作用无关的PtdIns(3,4,5)P3的产生中是重要的。
磷脂酰肌醇-3-磷酸调节三个主要类型的信号分子：丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶的AGC 家族，GTPa酶中Pho家族的的鸟苷酸交换蛋白，酪氨酸激酶的TEC家族。
PI(3)K也激活mTOR/FRAP途径，并可能参与了磷脂酶D的调控，导致磷脂酰胆碱的水解和磷脂酸与二酯酰甘油的增加。
AGC激酶最具代表性的是磷酸肌醇依赖性激酶1（PDK1），一个磷酸化并活化丝氨酸/苏氨酸激酶Akt/PKB37的丝氨酸激酶。
Akt有一个与PtdIns(3,4,5)P3直接作用的PH结构域，促进膜的蛋白定位和催化活化。
有人提出通过GSK-3酶、叉头转录因子和cAMP应答因子的结合蛋白的磷酸化作用（见下文），Akt在胰岛素信号传递中是重要的。
尽管运用Akt的抑制型或者活化型的研究还没有一致地禁止或者模仿胰岛素作用，Akt2的缺失产生小鼠肝内的胰岛素抵抗。
其他的PI(3)K下游的AGC激酶包括血清和糖皮质激素调节激酶和非典型的PKC，PKC-ζ和-λ。
Akt和/或非典型的PKC似乎是胰岛素刺激的葡萄糖运输所需要的。
这条途径的活动也由磷脂酰肌醇-3-磷酸决定，如磷酸酶、张力蛋白同系物及包含肌醇-5-磷酸酶SHIP2（参见44）的SH2结构域。
这些酶的过度表达导致PtdIns(3,4,5)P3的水平降低。
这有可能会中止信号转导和/或改变磷酸肌醇的性质，改变与PH或者phox 同源结构的结合特异性。
破坏这些基因或者减少这些信使RNA的表达使老鼠表现上升的胰岛素敏感性。
CAP/Cbl通路以及脂筏除了PI（3）K的活动，其他信号似乎在胰岛素刺激的葡萄糖吸收中也是需要的。
这第二条途径似乎包含Cbl原癌基因的酪氨酸磷酸化。
在大多数对胰岛素敏感的细胞中，Cbl和接头蛋白CAP相互作用，后者通过Cbl中羧基末端的SH3结构域与其上富含脯氨酸的序列相连。
CAP在对胰岛素敏感的组织中表达，在脂肪组织的分化中被明显诱导，并且它的表达在过氧化物酶体增生物活化受体γ（PPARγ）兴奋剂的作用下增强。
CAP属于一种常见的包含三个SH3结构域以及类似山梨糖肽的区域（被称为山梨糖同源（SoHo）结构域）的接头蛋白家族。
在磷酸化作用中,CbI-CAP复合物通过CAP的SoHo结构域与flotillin蛋白的介导的从细胞膜转移到脂肪结构域。
影响结构域突变的CAP的蛋白的表达不能结合到CbI或者flotillin蛋白上，抑制了CbI蛋白的转移以及胰岛素刺激的葡萄糖吸收。
磷酸化CbI的转移需要招募接头蛋白CrkⅡ进入脂筏，通过CrkⅡSH2结构域与磷酸化CbI蛋白的相互作用。
